拉挤缠绕gfrp筋力学性能试验研究

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1、全日制硕士学位论文拉挤/缠绕GFRP筋力学性能试验研究Experimentalstudyonthemechanicalpropertiesofpultrusion/windingGFRPbars申请人姓名：武军指导教师：陈文学学位类别：工学硕士专业名称：土木工程研究方向：岩土工程河南理工大学土木工程学院二○一五年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，拉挤/缠绕GFRP筋力学性能试验研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何

2、其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、

3、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日中图分类号：TU502密级：公开UDC：624单位代码：10460拉挤/缠绕GFRP筋力学性能试验研究Experimentalstudyonthemechanicalpropertiesofpultrusion/windingGFRPbars申请人姓名武军学位类别工学硕士专业名称土木工程研究方向岩土工程导师陈文学职称副教授提交日期2015.06答辩日期2015.06河南理工大学致谢本论文是在尊敬的陈文学导师的精心指导下完

4、成的。从课题选择、研究思路、试验方案，到论文最终定稿的全过程，陈文学导师投入了大量精力，论文的字里行间无不浸透着导师的心血。三年的研究生生活，陈文学导师不仅在学习上对我亲临指导，而且在日常生活上也给予我极大的关心与帮助。陈文学导师严谨的治学态度、开拓创新的科学意识、高尚的人格魅力、豁达开阔的胸襟使我受益终生，这对我今后的工作和生活等各方面产生积极的影响。在此，谨向恩师表达深切的敬意和衷心的感谢。感谢山东斯福特实业有限公司为我提供试验材料及试验设备，感谢山东斯福特实业有限公司焦董事长、综合管理部门张经理、生产部门魏

5、主任，感谢他们在整个试验期间对我进行的指导及帮助，在此表示衷心的感谢。感谢河南理工大学土木工程学院为我提供良好的学习环境和便利的研究条件，让我能够顺利完成硕士论文的撰写，在此向土木学院各位领导和老师表示衷心的感谢。感谢2012级同窗好友，感谢他们在整个研究生学习期间给予我的关心与帮助。特别感谢我的父母和兄长，感谢他们对我求学的理解和支持，正是他们不求回报的无私奉献，才使得我的学业能够顺利地完成。最后，对百忙之中参加论文评审和答辩的各位教授表示诚挚地感谢。摘要本文以山东斯福特实业有限公司拉挤/缠绕GFRP筋生产线为

6、依托，从生产、试验及应用三位一体的角度出发，对GFRP筋的力学性能进行了研究。首先，对GFRP筋的材料组成及拉挤/缠绕成型工艺进行简单介绍，并制备低、中、高3种不同强度等级的1#GFRP筋、2#GFRP筋、3#GFRP筋；其次，对1#GFRP筋进行不同加载速率的拉伸性能试验研究、对不同直径的3#GFRP筋进行拉伸性能尺寸效应试验研究、对2#GFRP筋进行不同长细比的压缩性能试验研究、对3#GFRP筋进行不同应力水平的拉伸蠕变性能试验研究。试验结果表明：（1）随加载速率增大，抗拉强度逐渐增大；随直径增大，抗拉强度逐

7、渐减小；随长细比增大，抗压破坏强度逐渐减小；随应力水平提高，蠕变速率逐渐增大。（2）拉伸破坏模式全部为劈裂破坏，而压缩破坏模式随长细比增大由剪切破坏和劈裂破坏演变为弯曲破坏。（3）GFRP筋的拉伸应力-应变曲线和压缩应力-应变曲线均呈线性关系，表现为弹性变形，属于脆性材料。（4）加载速率为2mm/min的同等条件下，1#、2#、3#GFRP筋的抗拉强度分别为491MPa、708MPa、1027MPa，弹性模量分别为28.5GPa、31.0GPa、48.1GPa。（5）GFRP筋的抗压强度较低，仅是抗拉强度的37%

8、左右；压缩弹性模量比拉伸弹性模量稍大，大约为拉伸弹性模量的1.1倍；拉伸蠕变破坏强度大约为抗拉强度的87%左右。（6）测定GFRP筋的拉伸性能指标时，建议采用的加载速率为2mm/min。测定GFRP筋的压缩性能指标时，建议采用的长细比应小于20。最后，基于正交试验和FLAC3D数值模拟，对上述3种不同类型的GFRP筋进行隧道支护优化设计，4种因素对GFRP筋最大轴向应力的